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高等有机化学——反应机理(4)


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54
Aldol reaction的立体化学
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55
Aldol reaction的立体化学
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56
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57
练习
(安息香缩合反应)
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58
Retro-aldol 反应
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59
Knoevenagel 缩合反应
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-NR2的PKb为35,根据规则此基团的离去能力弱,但是它真正的离去基团是HNR2,
PKb为10.所以此化合物具有强的亲电性。完整版课件ppt
21
独特的C=C键(变色龙)
C=C键既可以是亲核性的也可以是亲电性的,它的性质取决于所连的官 能团的性质。一般来说,C=C键连有亲核性官能团如RO–,R2N–,– CH2MgBr时,这个烯烃或芳香化合物是亲核性的;C=C键连有亲电性官 能团如–COR, –CO2R,–CN,–NO2,–CH2X时,这个烯烃或芳香化 合物是亲电性的。
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76
格式试剂对酰胺的加成反应
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77
α,β-不饱和羰基化合物的烯基碳上的取代反应
α,β-不饱和羰基化合物上的β碳上带有离去基团时,此碳 上可以发生加成——消除反应。
(反应性与酰氯相当)
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78
带有强吸电子基团的芳基环上的取代反应
当苯环上带有强吸电子基团时,芳基碳上也可以发生加 成——消除反应。
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48
羰基上的加成反应
(CeCl3能促进羰基上的加成反应)
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49
羰基加成反应的立体化学
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50
羰基化合物与含氮亲核试剂的加成反应
醛、酮与可以与胺发生加成反应,也可以和胺的衍生物(羟氨、肼、苯肼)发生 反应。与一级胺反应,氮上还有氢,加成物失去一份子水,变为亚胺称为西佛碱。 亚胺在稀酸中水解,可得回原来的羰基化合物及其胺,因此可以用来保护羰基化 合物。反应过程如下:
8
区域选择性
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9
亲核性
大多数情况下,碱性增加则亲核性增加。 以下是一些特例:
ⅰ.在同族元素中,周期高的原子亲核性大,碱性则降低。
亲核性:I- > Br- > Cl- > F-; RS- > RO-
碱性:I- < Br- < Cl- < F-; RS- < RO-
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10
32
杂原子的SN2反应机理
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33
SN2反应机理中的特例
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34
SN2反应机理中的立体化学
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35
β消除反应中的E2反应机理
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36
E2反应机理的立体化学
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37
E2反应机理的立体化学
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38
C(sp2)-X的E2消除反应机理
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51
二级胺与羰基化合物反应
二级胺与羰基化合物反应,可以生成烯胺。反应历程如下:
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52
羟醛缩合反应(Aldol reaction)
一分子醛或酮,在碱的作用下,形成碳负离子,此碳负离子与另一分子醛 或酮的羰基发生亲核加成反应。 反应历程如下:
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53
羟醛缩合反应(Aldol reaction)
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16
路易斯酸亲电试剂
ⅰ. 路易斯酸式亲电性化合物含有价电子数不到8的原子, 具有能量低的空轨道,通常是P轨道。
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17
π键亲电试剂
ⅱ. π键亲电试剂的亲电原子满足八偶体结构,但是π键与一 个能接受孤对电子的原子或官能团相连。 π键亲电试剂通常 含有C=O,C=N,C≡N。
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46
亲核加成反应
羰基化合物上的加成反应
羰基化合物有两个主要的共振结构式,R2C=O
R2C+-O-, 从第二个共振结构式
中,可以看出碳原子带有正电性,很容易发生羰基上亲核加成反应。
羰基化合物的α位上的氢有一定的弱酸性,在碱性条件下可被夺去,形成碳负离子。 O=CR--CR2 -O-CR=CR2 碳负离子是一个很好的亲核试剂。
消除-加成反应机理:没有α氢的羰基化合物不能进行此反应机理。
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72
加成-消除反应的催化剂
(I- 也有类似作用)
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73
Claisen 缩合反应
酯在碱的催化下缩合为β-酮酯。完整版课件ppt
75
格式试剂、金属负氢试剂对酯基的加成反应
酸性条件和碱性条件:pKa值
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24
酸性条件和碱性条件:pKa值
碱性条件下的反应机理:
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25
酸性条件和碱性条件:pKa值
酸性条件下的反应机理:
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26
酸性条件和碱性条件:pKa值
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27
第三章 碱性条件下的极性反应
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28
C(sp3)-Xσ键的取代反应
离去,形成新的π键。 )
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43
β消除反应中的E1cb反应机理
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44
消除反应或取代反应的预测
在C(sp3)-X化合物的反应中,以消除反应或取代反应进行主要取决于 两个最主要因素:第一,亲核试剂的亲核性的强弱和含有孤对电子的化 合物的碱性的强弱。第二,反应底物是否Me、Bn或是伯碳,仲碳,叔 碳卤代烷烃。
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13
非亲核性碱
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14
Meier’s Rule
O
O-
+
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15
亲电试剂和离去基团
(1)亲电试剂
亲电试剂含有能够形成新的化合键的能量较低的空电子轨道。 亲电试剂可以是中性的,也可以是电正性的。
亲电试剂可以分为三种类型:
路易斯酸亲电试剂;
π键亲电试剂;
σ键亲电试剂。
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1
路径依赖
➢ 马屁股决定航天飞机助推器的宽度; ➢ 道格拉斯.若思的伟大发现(1993年诺贝尔经济学奖); ➢ 自我强化和锁定效应; ➢ 可怕的沉没成本; ➢ 习惯——缠在你身上的铁链; ➢ 播种行为,收获习惯;播种习惯,收获性格;播种性格,
收获命运。
➢ 男怕入错行,女怕嫁错郎; ➢ 做正确的事比正确的做事更重要; ➢ 知错就改,善莫大焉。
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79
烯基和芳基碳上的取代反应
消除——加成反应机理:
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80
金属插入反应
卤代烯烃和卤代芳烃可以与金属(Zn、Mg、Li)发生 插入反应,从C-X生成C-Metal。反应活性顺序: I>Br>>Cl
反应实例:
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81
金属插入反应
反应机理:
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82
60
Knoevenagel 缩合反应
(E1cb消除)
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61
共轭加成反应
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62
Michael 加成反应
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63
Robinson annulation
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64
Robinson annulation
第一步( Michael 加成反应)
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亲核性
ⅱ. 当亲核性原子的位阻变大时,亲核性大大下降,而碱性 稍有增加。
亲核性:t-BuO- << EtO-
碱性:t-BuO- > EtO-;
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11
iii 负电荷的离域使碱性大大下降;相对而言,亲核性则只 是部分下降
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12
亲核性
iv. 非质子极性溶剂可以溶解阴离子,因此化合物的碱性和 亲核性都会增加,但亲核性增加得更多。
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39
练习
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40
β消除反应中的E2’ 反应机理
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41
E2消除反应机理
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42
β消除反应中的E1cb反应机理
(H原子的酸性很强,而且离去基团的离去性很弱时发生)
E1cb反应机理
(特点:两步完成,第一步是碱进攻酸性的H原子,形成碳负离子。第二步是离去基团
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45
亲核性和碱性
1. 亲核性强,碱性弱的基团, 如:Br-, I-, R2S, RS, R3P, CN-, 丙二酸酯负离子 等基团。
2. 亲核性强,碱性强的基团,如:RO-, R2N-, RC≡C-, Cl-。 3. 亲核性弱,碱性强的基团,如:t-BuO, i-Pr2NLi (LDA), (Me3Si)2NK (KHMDS), i-Pr2NEt,DBU, DBN, TMG.
C=C,C≡C键与具有亲电性的原子相连时具有亲电性。
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18
σ键亲电试剂
ⅲ. 含有σ键的亲电化合物,具有E-X结构。E为亲电性原子, 满足八偶体结构,因其与离去基团X相连,导致E具有亲电 性。
亲电原子为C原子
亲电原子为杂原子
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19
离去基团
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20
离去基团
注意:离去基团的PKb一般是可以反映离去基团的离去能力的,但个别是例外的,如: RCONR2可在强碱水溶液中水解。
是加成-消除反应机理,不是SN2反应机理。
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